SVC無功補償裝置

SVC無功補償裝置即靜止無功補償裝置。由電容器及各種電抗元件構成與系統並聯並向系統供應或從系統吸收無功功率的裝置，簡稱靜補。裝置的主要部分沒有機械活動部件，它的輸出無功功率可以快速改變以達到維持或控制電力系統某些參數的目的。

基本介紹

• 中文名：SVC無功補償裝置
• 外文名：static var compensator,SVC
• 學科：電氣工程
• 作用：供應或吸收無功功率
• 別稱：靜止無功補償裝置
• 分類：電磁型和晶閘管控制型

介紹

雖然傳統的SVC有多種型式，但它們所發出的無功功率都來自並聯電容器，無功功率的吸收都是由各種型式的並聯電抗器或特殊設計的變壓器來實現。其總輸出無功功率的改變，一是通過投切並聯電容器組、電抗器，或是通過改變並聯電抗元件的電抗值來達到。通常靜止無功補償裝置(SVC)是由多個並聯支路，多種補償形式組合而成。20世紀90年代開始投入工業套用的靜止同步補償裝置的原理與傳統SVC截然不同，它是通過具有直流電壓源的開關型逆變器產生感性或容性交流無功補償電流。

投切電容器組或電抗器是改變SVC總無功最直接的方法，可用斷路器或晶閘管閥實現。晶閘管閥比斷路器成本高，但其回響速度快，投切操作對系統的衝擊小，對操作的次數沒有限制，維修的頻度也遠比斷路器低。投切方式只能做到級差調節，做不到連續調節。TCR型靜補採用反向並聯晶閘管閥與電抗器串聯，利用晶閘管閥相位角控制導通的功能，使得電抗器所吸收的無功電流得到連續性控制：觸發角為90°時全導通，觸發角的繼續增大該電抗支路所吸收的無功電流逐漸減小，觸發角為180°時晶閘管閥全關閉。控制觸發導通的相位角會導致諧波的發生。同樣的相控技術還可以用在高漏抗變壓器的二次繞組控制上，成為TCT型靜補。而飽和電抗器型靜補則是利用其飽和特性曲線自有的調節特性實現控制功能。

特性參數

SVC無功補償裝置特性參數包括：①輸出特性(U-I特性)，調節的連續性；②回響時間、控制系統參數可調性、分相控制能力；③所產生的諧波，是否需要濾波器；④損耗；⑤過負荷能力及耐受過電壓能力；⑥啟動的方便性。

套用

在電力系統的套用 主要有：①系統電壓控制；②提高系統靜態、動態及暫態穩定性，從而提高輸電系統能力；③提高系統對功率振盪以及次同步振盪的阻尼；④對三相電壓的平衡化；⑤降低暫時過電壓；⑥向高壓直流輸電換流器提供所需的無功功率，實施電壓控制。

在大型工業用戶的套用： 用於有衝擊性負荷用戶，如軋鋼機、礦山絞車、電弧冶煉爐、電焊機、電氣機車、高能加速器、頻繁起停的大型電動機等。其作用是：①補償負荷快速變動的無功需求，改善功率因數；②穩定母線電壓，降低電壓變動和閃變；③濾除高次諧波，減少向系統注入的諧波電流；④降低由於三相負荷不平衡導致的三相電壓不平衡度；⑤改善負荷的工作條件，提高工效，降低電耗。

主要類型及性能

靜止無功補償裝置可分為電磁型和晶閘管控制型兩大類，晶閘管控制型又可分為開關控制和相位控制兩種。電磁型靜止無功補償裝置是利用裝置自身的飽和特性根據系統電壓的變化來改變與系統間的無功功率交換，有可控飽和並聯電抗器型(CSR)及自飽和並聯電抗器型(SR)。電磁型靜止無功補償裝置正常情況下工作於電抗器特性的飽和段，其輸出含有諧波。晶閘管開關控制型的靜止無功補償裝置有;晶閘管投切並聯電容器型(TSC)和晶閘管觸發相位角控制閥的導通時間，以控制通過它的電流。這類裝置包括晶閘管控制並聯電抗器型 (TCR)及晶閘管控制變壓器型(TCT)。由於對觸發角進行了相位控制，在全導通與全不導通之間變化時，電流的波形會畸變， 其輸出具有諧波的成分。

幾種主要類型的靜止無功補償裝置性能和適用範圍比較表

	CSR	SR	TCR	TCT	TSC	TSR
動態回響速度	較慢	很快	快	快	快	快
能否連續調節	能	能	能	能	級差調節	級差調節
過載能力	約1.3倍	短期3～5倍; 較長期1.3倍	決定於晶; 閘管	決定於晶; 閘管	決定於晶; 閘管	決定於晶; 閘管
產生高次諧波情況	有	不大	有	有	無	無
能否增加附加控制	可以	不能	可以	可以	可以	可以
能否分相控制及對三相; 電壓平衡的作用	不能， 但有改善作用	不能， 但有; 改善作用	可以	可以， 但; 有局限性	可以， 但; 有局限性	可以， 但; 有局限性
是否需要配有載調壓變; 壓器	不	需要	不	不	不	不
噪聲 (dB)	100左右	100左右	約75	約85	約60	約75
損耗 (%)	1.5	1.5	0.7	1.5	0.3	0.7
對電力系統的適用性	近年醞釀在輸電系統; 使用	適用於限制; 過電壓	強	-	適用	適用
對工業用戶的適用性	適用	適用	適用	適用	適用	不適用
發展動向	以前套用很少， 近年; 醞釀在輸電系統使用	已少有使用	套用廣泛	套用已很少	較廣泛	超高壓輸; 電套用較多

發展概況

20世紀60年代初， 首先研製出CSR型靜止無功補償裝置， 之後英國GEC公司研製出SR型靜補， 並於1964年套用於有衝擊負荷的工業用戶，後又將它套用於遠距離輸電線路的中間變電站， 以提高線路電壓和輸電能力，以及套用於輸電線路末端，實現調相、調壓功能和抑制暫時過電壓。70年代以來，隨著固態電力電子器件製造技術的發展， 以晶閘管為主要控制器件的各種靜止補償裝置也有了迅速的發展。目前，晶閘管控制的靜止無功補償裝置已成為國外動態無功補償的主流，技術已相當成熟，全世界已有超過220套、總容量為35000 Mvar的SVC在輸配電系統運行;有超過380套、總容量達18000 Mvar的SVC在工業部門使用。80年代中期起，俄羅斯對CSR型靜補做了改進，從1987年至今，獨立國協國家已生產並投入使用40多台，用於6～110 kV系統無功電壓調節，220 kV以上輸電線路的充電功率補償和提高線路輸送容量，限制過電壓等。其最大容量已達180 MVA，525 kV。

中國從20世紀80年代初開始了SVC技術的研製開發，SR、TCR及TSC型靜補都已有產品在生產，TCT型也有工業樣機在使用。1981年～1990年中國進口了500kV輸電系統用的SVC有5套，容量在60～170Mvar，型式為TCR加TSC或機械投切電容器組。工業套用的SVC則主要在鋼鐵行業配合電弧爐或軋機使用，容量常在10～50Mvar。工業套用的具有TCR型SVC總共有30多套，其中近一半為中國產。